Файл: Цейтлин Ю.А. Установки для кондиционирования воздуха в шахтах [Текст] 1974. - 166 с.pdf

(76)

где L — длина вертикальной трубы, м.

Уравнения (75) и (76) характеризуют теплообмен при пле­ ночной конденсации пара, когда конденсирующаяся жидкость как бы обволакивает всю поверхность теплообмена. Возможен и другой режим конденсации — капельный. В этом случае кон­ денсирующаяся жидкость оседает в виде капель только на ча­ сти поверхности теплообмена. Такой процесс обеспечивает более высокий коэффициент теплоотдачи, ио протекает при совершен­ но чистых поверхностях, поэтому при расчетах теплообменных аппаратов обычно считают режим конденсации пленочным.

Если конденсирующийся пар движется не снаружи, а внутри трубы, то процесс теплообмена протекает значительно сложнее. ЕІа теплоотдачу кроме указанных факторов оказывает влияние динамическое воздействие пара на пленку конденсата, которое, в свою очередь, зависит от соотношения и направления дейст­ вия сил тяжести и сил трения. Кроме того, при течении конден­ сирующегося пара внутри трубы возможны не только различ­ ные режимы движения пара и пленки конденсата, но и переход ламинарного течения в турбулентное и, наоборот, из-за непре­ рывного изменения скоростей движения пара и конденсата. Все это усложняет расчеты коэффициента теплоотдачи и снижает точность получаемых данных. В конденсаторах, используемых в крупных холодильных установках, схема, когда пар движется внутри трубок, обычно не применяется.

50

Что касается учета при расчетах термического сопротивления, стенки и отложений, имеющихся на ней, то обычно принимают в конденсаторах с медными трубками (хладагент фреон-12 и фреон-22) [14]

а в конденсаторах со стальными трубками (хладагент аммиак)

Пря-і работе конденсатора в какой-то части трубного пучка происходит охлаждение перегретого пара до температуры насы­ щения (сбив перегрева). Коэффициент теплоотдачи перегретого’ пара стенкам труб ниже, чем при конденсации, однако на этом участке больше разность температур охлаждаемой среды и стен­ ки. Поэтому при расчетах обычно считают, что удельный тепло­ вой поток .и в этой части трубного пучка такой же, как и в. области конденсации пара, т. е. условно считают, что коэффи­ циент теплопередачи одинаков для всего аппарата. Коэффици­ ент теплоотдачи при конденсации у фреона в несколько раз ниже, чем у аммиака, поэтому во фреоновых установках осо­ бенно важно интенсифицировать процесс теплообмена в конден­ саторе. Это достигается оребрением труб аппарата. При оребренных трубах коэффициент теплопередачи конденсатора мож­ но определять по формуле (74) или по формуле (71), в которую вместо отношения диаметров подставляется отношение соответ­ ствующих площадей поверхности труб.

В аммиачных конденсаторах обычно используют гладкие трубы, так как термическое сопротивление этого аппарата оп­ ределяется в основном коэффициентом теплоотдачи со стороны воды, и увеличение наружной поверхности труб почти не отра­ жается на величине общего коэффициента теплопередачи.

Цели теплового расчета испарителей и конденсаторов ПКХУ одинаковы. Одинаковы и общие уравнения (68), (74), описы­ вающие теплообмен в этих аппаратах, однако при расчетах испарителей основная трудность заключается в определения коэффициента теплоотдачи от поверхности, отдающей тепло ки­ пящему хладагенту. Расчет этого коэффициента затруднен тем,, что он зависит не только от физических свойств хладагента (плотности, вязкости, теплоемкости, теплопроводности), но и

* При использовании для конденсации хладагента в аппарате шахтной воды следует учитывать увеличение термического сопротивление за счет бо­ лее интенсивного образования накипи. При этом значения термического со­ противления должны быть увеличены на 0,0003—0,0004 м2-град/вт.

51

от конструкции поверхности охлаждения, режима кипения хладагента и от других факторов.

Различают два режима кипения жидкостей: пузырьковый и пленочный. Пузырьковый режим характеризуется периодиче­ ским образованием па поверхности нагрева полостей, заполнен­

ля), в настоящее время коэффициент теплоотдачи определяется

формулы, характеризующей процесс теплоотдачи в этом случае. Аналогичные выражения рекомендуются и для определения коэффициента теплоотдачи при кипении хладагента, протекаю­

Что касается определения коэффициента теплоотдачи со стороны охлаждаемой среды, то здесь могут иметь место сле­

52

дующие характерные случаи: 1) охлаждаемая жидкая среда (хладоноситель) течет по трубам, омываемым снаружи кипя­ щим хладагентом; 2) охлаждаемая жидкая среда обтекает снаружи трубы, по которым течет хладагент, и 3) охлаждае­ мая газообразная среда обтекает трубы, внутри которых цир­ кулирует кипящий хладагент.

В первом случае, характерном для широко используемых кожухотрубных испарителей, коэффициент теплоотдачи опре­ деляется по выражению (79).

Во втором случае, имеющем место в вертикально-трубных испарителях, коэффициент теплоотдачи определяется из крите­ риального уравнения (9):

передвижных кондиционерах), при расчете коэффициента теп­ лоотдачи необходимо учитывать не только конвекцию и тепло­

влаговыделения. В случае, когда температура внешней поверх­ ности испарителя выше нуля [9];

ного воздуха, кдж/кг-град.

53